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高氯酸盐是一种高度扩散性的持久性有毒污染物，广泛应用于火箭燃料推进剂、导弹、炸药、烟花生产以及皮革制造等领域。高氯酸盐排入水体后，能持续迁移造成大范围的地表水和地下水污染；人体摄入高氯酸盐后，能干扰甲状腺素的合成和分泌，影响人体正常的新陈代谢，严重危害人体健康。 本文系统分析了近年来国内外去除饮用水中高氯酸盐的各种方法，考察了以厌氧污泥为接种污泥，分别以硫颗粒、氢气作为电子供体培养驯化硫自养、氢自养高氯酸盐还原菌的过程。结果表明，硫自养高氯酸盐还原菌经89d驯化，完全处理300mg/L的高氯酸盐需4d时间；氢自养高氯酸盐还原菌经42d培养驯化，初始ClO4-浓度300mg/L时，3d后高氯酸盐去除率可达99％以上；且均未发现中间产物ClO3-、ClO2-积累，认为ClO4-被完全还原为Cl-。采用PCR-DGGE以及克隆技术对接种厌氧污泥、氢自养驯化末期污泥以及硫自养驯化末期污泥进行微生物群落结构分析和对比，发现微生物群落结构发生演替变化，伴随菌落的消失以及新菌种出现并逐渐成为优势菌种的过程。 根据硫自养和电化学产氢自养还原高氯酸盐的工艺原理和作用过程，提出、设计并研究了硫自养与电化学耦合工艺。该反应器由硫段和电化学氢段组成。硫段填充硫单质颗粒进行硫自养高氯酸盐还原，电化学氢段利用阴极产生的氢气进行氢自养高氯酸盐还原，使硫自养与电化学产氢自养高氯酸盐还原相互补充和协同，进一步提高了高氯酸盐的去除效率和反应器的处理能力。 本文研究了电流强度、水力停留时间（HRT）对硫自养与电化学耦合工艺去除高氯酸盐的影响。结果表明，当进水高氯酸盐含量为200μg/L，HRT为8h，相应施加电流为10mA时，反应器出水中ClO4-去除率可达99%以上，无ClO3-、ClO2-积累，且此阶段电化学氢段的处理效果达到最好，ClO4-去除率在42%~52%范围内；当进水的ClO4-浓度提高至600μg/L，在HRT8h、电流20mA条件下，反应器出水中ClO4-浓度低至1μg/L以下。HRT变化对硫自养与氢自养耦合工艺去除高氯酸盐效果的研究结果表明，HRT降低，出水ClO4-浓度增大，当微生物逐渐适应后，ClO4-去除率逐渐增加并趋于稳定。当进水的ClO4-浓度为100μg/L，施加8mA电流，HRT4h时反应器的去除效率高达99%以上，出水ClO4-浓度在1μg/L以下，其中硫段的去除效率为80%左右；当HRT降低至1h，在上述条件下无法达到较好的去除效果，提高电流至20mA，硫段和氢段的出水中ClO4-浓度均降低，反应器总去除率达到99%以上。反应器出水中无ClO3-、ClO2-积累，认为ClO4-被完全还原为Cl-；出水中SO42-浓度可以由反应器HRT调节控制，HRT减小，出水SO42-浓度降低。在整个试验阶段，反应器出水pH最终维持在7.6左右，满足高氯酸盐还原菌所需的pH条件；硫段与电化学氢段内ORP随电流增加、HRT减小均有降低趋势，保证了反应器的厌氧环境，有利于高氯酸盐的还原过程。 研究结果表明，硫自养与电化学耦合工艺可实现硫自养、电化学氢自养高氯酸盐还原过程的协同，通过调节电流和HRT变化可中和反应器出水pH，降低出水SO42-浓度，显著提高了饮用水中高氯酸盐的去除效率，具有重要的研究应用前景。